(57)【要約】【課題】  リニア圧縮機の可動部の変位を簡易に検出でき、かつ省スペースで実現できる変位検出方法，この変位検出方法を適用したリニア圧縮機，及びこのリニア圧縮機を適用したスターリング冷却機を提供する。【解決手段】  本発明にかかるスターリング冷却機のリニア圧縮機１０においては、可動部１３に接続されたコイルバネ６１が着座するバネ座７２に歪ゲージ９５を装着し、可動部１３が変位した際のバネ座７２の歪を検出することにより、相対的に可動部１３の変位を検出する。このため、差動変圧器等を設ける必要がなくなり、リニア圧縮機１０をコンパクトに形成することができる。この結果、スターリング冷却機の省スペース化を実現することができ、そのスターリング冷却機を搭載する製品の小型化の要請に応えることができる。【選択図】        図１
2005055018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に圧縮空間を形成するシリンダを備え、その圧縮空間から外部膨張部に接続するための連通路を有するケーシングと、
前記圧縮空間を膨張又は収縮させるために前記シリンダ内で前記圧縮空間に対面するピストンを備え、前記ケーシング内で互いに対向配置された一対の可動部を、それぞれ往復駆動可能に支持する一対のリニアモータと、
前記ケーシングと前記各可動部との間にそれぞれ設けられ、前記可動部をその往復方向に付勢するバネと、
前記バネの一端を固定して支持するバネ座と、
前記バネ座に装着された歪ゲージと、
前記可動部の変位による前記バネの反力によって発生する前記歪ゲージの出力に基づき、前記可動部の変位を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記可動部の変位に基づいて、前記リニアモータを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするリニア圧縮機。
【請求項２】
内部に圧縮空間を形成するシリンダを備え、その圧縮空間から外部膨張部に接続するための連通路を有するケーシングと、
前記圧縮空間を膨張又は収縮させるために前記シリンダ内で前記圧縮空間に対面するピストンを備え、前記ケーシング内で互いに対向配置された一対の可動部を、それぞれ往復駆動可能に支持する一対のリニアモータと、
前記ケーシングと前記各可動部との間にそれぞれ設けられ、前記可動部をその往復方向に付勢するバネと、
前記バネの一端を固定して支持するバネ座と、
前記バネ座に装着された歪ゲージと、
前記可動部の変位による前記バネの反力によって発生する前記歪ゲージの出力に基づき、前記可動部の変位を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記可動部の変位に基づいて、前記リニアモータを制御する制御手段と、
を備えたリニア圧縮機と、
前記リニア圧縮機の前記連通路に接続された外部膨張部として機能し、内部に設けられたディスプレーサを往復動させ、内部膨張空間にて前記リニア圧縮機の圧縮空間から導入された作動ガスを膨張させることにより冷却作用を発生させる膨張機と、
を備えたことを特徴とするスターリング冷却機。
【請求項３】
内部に圧縮空間を形成するシリンダを備え、その圧縮空間から外部膨張部に接続するための連通路を有するケーシングと、
前記圧縮空間を膨張又は収縮させるために前記シリンダ内で前記圧縮空間に対面するピストンを備え、前記ケーシング内で互いに対向配置された一対の可動部を、それぞれ往復駆動可能に支持する一対のリニアモータと、
前記ケーシングと前記各可動部との間にそれぞれ設けられ、前記可動部をその往復方向に付勢するバネと、
前記バネの一端を固定して支持するバネ座と、
を備えたリニア圧縮機の前記可動部の変位を検出する変位検出方法であって、
前記バネ座に歪ゲージを装着し、
前記可動部の変位による前記バネの反力によって発生する前記歪ゲージの出力に基づき、前記可動部の変位を検出することを特徴とする可動部の変位検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータにより駆動されるリニア圧縮機，そのリニア圧縮機を適用したスターリング冷却機，及びそのリニア圧縮機における可動部の変位検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば赤外線撮像用カメラには、Ｓ／Ｎ比向上を目的として、撮像素子を冷却するための小型冷却機が使用されている。これは、スターリングサイクルを逆応用したもので、スターリング冷却機と呼ばれ、主に、圧縮および膨張用の各シリンダ・ピストン，熱交換用の蓄冷器から構成される。昨今の冷却機では、小型・低振動・長寿命を目的とし、リニアモータを用いて圧縮部と膨張部を独立としたスプリット型が主流となっている。そして、特に低振動が必要とされる場合には、その圧縮部である圧縮機内において、圧縮用のピストンを含む可動部を対向配置させる構造とし、両可動部が発生する力をキャンセルさせて振動を抑える工夫を行っている。これを実現するためには、その可動部の動きを高精度に制御することが不可欠となり、そのためには、その可動部の位置を検出するためのセンサが必要となる。
【０００３】
このようなスターリング冷却機においては、長寿命の点から、その圧縮機の可動部の変位検出を非接触で行うことが必要となり、且つ、検出範囲を大きくとることが必要とされている。このため、従来では、図９に示すスターリング冷却機のように、その圧縮機１１０の両端に一対の差動変圧器１２０が設けられるのが一般的であった。尚、同図においては、スターリング冷却機の膨張部である膨張機の表示を省略している。
【０００４】
この圧縮機１１０内の可動部１１１の変位検出は、差動変圧器１２０における１次コイル／２次コイルからなるコイル部１２１とコア１２２との間に発生する電磁誘導を利用して行われる。通常は、固定側にコイル部１２１，可動側にはコア１２２を配置し、このコア１２２を圧縮機１１０の可動部１１１に接続する。このとき、コイル部１２１の１次側コイルを励磁すると、２次側コイルに現れる誘起電圧がコア１２２の位置に応じて変化する。この誘起電圧を検出することにより可動部１１１の位置を特定する。
【０００５】
尚、本発明は公知・公用の技術に基づいて発明されたものであるため、先行技術文献については開示しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の変位検出方法では、圧縮機１１０の端部にコイル部１２１とコア１２２を取り付けることになるため、スターリング冷却機全体の大型化を招くという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、リニア圧縮機の可動部の変位を簡易に検出でき、かつ省スペースで実現できる変位検出方法，この変位検出方法を適用したリニア圧縮機，及びこのリニア圧縮機を適用したスターリング冷却機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では上記問題を解決するために、図１〜図５に示すように、内部に圧縮空間を形成するシリンダ１７を備え、その圧縮空間から外部膨張部に接続するための連通路１８を有するケーシング１１と、前記圧縮空間を膨張又は収縮させるために前記シリンダ１７内で前記圧縮空間に対面するピストン４２を備え、前記ケーシング１１内で互いに対向配置された一対の可動部１３を、それぞれ往復駆動可能に支持する一対のリニアモータ１２と、前記ケーシング１１と前記各可動部１３との間にそれぞれ設けられ、前記可動部１３をその往復方向に付勢するバネ６１，６２と、前記バネ６１の一端を固定して支持するバネ座７２と、前記バネ座７２に装着された歪ゲージ９５と、前記可動部１３の変位による前記バネ６１の反力によって発生する前記歪ゲージ９５の出力に基づき、前記可動部１３の変位を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記可動部１３の変位に基づいて、前記リニアモータ１２を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするリニア圧縮機１０が提供される。
【０００９】
ここで、可動部１３をその往復方向に付勢するバネ６１は、その一端が可動部１３に接続されるが、その他端は、シリンダ１７に直接接続されていてもよいし、シリンダ１７に固定されたリニアモータ１２等を介して間接的にシリンダ１７に接続されていてもよい。また、バネ６１が分割されて構成され、その一方のバネ６１がシリンダ１７と可動部１３の間に介装され、その他方のバネ６２がシリンダ１７又はシリンダ１７に固定されたリニアモータ１２等と可動部１３との間に介装されていてもよい。
【００１０】
また、歪ゲージ９５は、シリンダ１７側に固定されたバネ座７２に装着してもよいし、可動部１３側に固定されたバネ座２９１に装着してもよい。或いは、シリンダ１７側及び可動部１３側の双方に装着することもできる。
【００１１】
このようなリニア圧縮機１０においては、可動部１３が変位した際のバネ６１の反力がバネ座７２に加わり、このバネ座７２を弾性変形させて歪を生じさせる。このバネ座７２の歪量と可動部１３の変位との関係を予め求めておけば、このとき発生したバネ座７２の歪を歪ゲージ９５を介して検出することにより、相対的に可動部１３の変位を検出することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のリニア圧縮機によれば、バネ座に歪ゲージを装着するという簡易かつコンパクトな構成により、可動部の変位を検出することができる。
このため、上述した従来技術のような差動変圧器を設ける必要がなくなり、リニア圧縮機をコンパクトに形成することができる。この結果、当該リニア圧縮機をスターリング冷却機に適用した場合には、その省スペース化を実現することができ、そのスターリング冷却機を搭載する製品の小型化の要請に応えることができる。
【００１３】
また、大がかりな差動変圧器を設けることなく、バネ座に歪ゲージを装着するだけであるため、低コストに実現することができる。特に、リニア圧縮機の既存のバネ座に歪ゲージを装着すればなおさらである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態のスターリング冷却機を構成するリニア圧縮機の断面図であり、図２は、当該スターリング冷却機を構成する膨張機の断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施の形態のスターリング冷却機は、リニアモータの駆動により動作して作動ガスを圧縮するリニア圧縮機１０と、リニア圧縮機１０から所定の配管を介して送られた作動ガスを膨張させて冷却作用を発生させる膨張機２０とから構成されている。
【００１６】
図１に示すように、リニア圧縮機１０は、ステンレス鋼材からなる円筒状のケーシング１１と、そのケーシング１１の両端にそれぞれ配置された一対のリニアモータ１２と、これら一対のリニアモータ１２によりそれぞれ往復駆動可能に支持され、ケーシング１１の内部中央で対向配置されたステンレス鋼材等からなる一対の可動部１３とから構成されている。
【００１７】
ケーシング１１は、その内部中央に配置されたケーシング本体１５と、そのケーシング本体１５の両端を覆うようにそれぞれ接続された一対のハウジング１６とから構成され、ハウジング１６の外周面には放熱用のフィン１６ａが複数周設されている。また、ケーシング本体１５の中央には、その軸心に向かって延びる円筒状のリブ１５ａが形成され、その中央には、内部中央に圧縮空間を形成する円筒状のシリンダ１７が、ケーシング本体１５の軸方向両側に延設されている。さらに、リブ１５ａをその延設方向に貫通して一端でシリンダ１７の内部に連通する連通孔（連通路）１８が形成されている。この連通孔１８は、その他端が膨張機２０に接続するための配管５０に気密に接続されており、外部膨張部への連通路を構成する。
【００１８】
リニアモータ１２は、鉄系材質からなる同軸円筒状のヨーク３１と、ヨーク３１の外円筒内周に組み付けられたリング状の永久磁石３２と、可動部１３の端部に設けられ、ヨーク３１の内円筒外周に沿って永久磁石３２に対向するように配置される円筒状の電磁コイル３３とから構成されている。ヨーク３１は、その一端でケーシング本体１５の端部に接合され、その内円筒内周の両端部には、ジルコニアセラミックス材からなる円筒形の軸受け３５ａ，３５ｂがそれぞれ嵌め込まれている。
【００１９】
可動部１３は、円筒状の本体４１を有し、その中央にピストン４２を自軸方向に支持して構成されている。本体４１からはその内方に向かってリブ４３が延びており、そのリブ４３の先端からケーシング本体１５の内部中央に向かって同軸円筒部４４が延出している。ピストン４２のピストンベッド４２ａは、同軸円筒部４４の内円筒４４ａの先端部に固定され、その摺動部４２ｂは、上述したヨーク３１の軸受け３５ａ，３５ｂに摺動可能に支持されている。
【００２０】
一方、同軸円筒部４４の内円筒４４ａと外円筒４４ｂとの間には、シリンダ１７が気密かつ摺動可能に介装されている。従って、可動部１３は、永久磁石３２と電磁コイル３３との対向間に生じる電磁力により軸方向の推力を得て、シリンダ１７及びヨーク３１にガイドされつつ、その軸方向に往復駆動される。そして、シリンダ１７内において対面する一対のピストン４２の間に圧縮空間が形成され、これらのピストン４２の往復駆動によってその圧縮空間が膨張又は収縮する。それによって、圧縮空間内において作動ガスが吸引又は圧縮される。
【００２１】
また、各可動部１３は、ステンレス鋼材からなる２つのコイルバネ６１，６２によってその往復方向に付勢され支持されている。
すなわち、図３にケーシング本体１５周辺の部分拡大図を示すように、ケーシング本体１５の中央（同図中左側）及び端部（同図中右側）には、絶縁用の樹脂製ホルダ７１，８１が嵌合装着されており、各ホルダにはそれぞれバネ座７２，８２が固定されている。
【００２２】
図４に図３のＡ方向からみた樹脂製ホルダ７１及びバネ座７２の構成を示し、図５に図４のＢ−Ｂ矢視断面図を示す。
これらの図に示すように、樹脂製ホルダ７１は、ケーシング本体１５の中央部の内径にほぼ等しい外径を有する円環状に形成されており、その内周面にバネ座７２を係止するための段部７１ａを有する。一方、バネ座７２は、その外径が樹脂製ホルダ７１の大きい方の内径にほぼ等しい断面Ｌ字状の環状構造を有する。このバネ座７２は、その外周面で樹脂製ホルダ７１に圧入嵌合され、その角部が段部７１ａに係止されて固定されている。そして、その樹脂製ホルダ７１が、その外周面でケーシング本体１５に圧入嵌合され、その角部がケーシング本体１５の中央部のリブ１５ａに係止されている。
【００２３】
図３に戻り、樹脂製ホルダ８１は、ケーシング本体１５の端部の内径にほぼ等しい外径を有する円環状に形成されており、その内周面にバネ座８２を係止するための段部を有する。一方、バネ座８２は、その外径が樹脂製ホルダ８１の大きい方の内径にほぼ等しい断面Ｌ字状の環状構造を有する。これら樹脂製ホルダ８１及びバネ座８２の内径は、可動部１３の外周面に当たらない程度の大きさとなっている。
【００２４】
一方、可動部１３の外周先端部には、固定用フランジ１９が突設されており、その両面に円環状のバネ座９１，９２が固定されている。
そして、中央よりのバネ座７２とバネ座９１との間にコイルバネ６１が介装され、端部よりのバネ座８２とバネ座９２との間にコイルバネ６２が介装されている。各コイルバネの両端部は、各バネ座に固定されている。
【００２５】
また、ケーシング本体１５内には、可動部１３の電磁コイル３３に電源を供給するための複数のリード線が配線されている。すなわち、電磁コイル３３の一端と図示しない電源回路とを接続するリード線として、その電磁コイル３３の一端とバネ座９１とを接続するリード線Ｌ１１と、バネ座７２と電源回路とを接続するリード線Ｌ１２とが設けられている。また、電磁コイル３３の他端と電源回路とを接続するリード線として、その電磁コイル３３の他端とバネ座９２とを接続するリード線Ｌ２１と、バネ座８２と電源回路とを接続するリード線Ｌ２２とが設けられている。これにより、電源回路，リード線Ｌ１２，バネ座７２，コイルバネ６１，バネ座９１，リード線Ｌ１１，電磁コイル３３，リード線Ｌ２１，バネ座９２，コイルバネ６２，バネ座８２，リード線Ｌ２２の順につながる電源供給回路が形成される。尚、リード線Ｌ１２，Ｌ２２は、ケーシング本体１５内部で引き回されて、その中央のリブ１５ａに設けられた図示しないコネクタを介して外部電源回路に接続される。
【００２６】
次に、本実施の形態における可動部１３の変位検出構造及び変位検出方法について説明する。
本実施の形態では、ケーシング本体１５内における可動部１３の変位を、バネ座に装着した歪ゲージの出力を検出することにより特定する。
【００２７】
すなわち、図４及び図５に示すように、ケーシング本体１５に対して樹脂製ホルダ７１を介して固定されたバネ座７２には、そのコイルバネ６１の固定面の反対側の面において、その径方向に沿った左右対称な位置に一対の歪ゲージ９５が装着されている。一方、樹脂製ホルダ７１の左右には、歪ゲージ９５に対応した位置に一対のスリット７１ｂが形成されており、歪ゲージ９５の位置を側方から確認できるようになっている。また、樹脂製ホルダ７１の下端部には、歪ゲージ９５のリード線９５ａを外部に引き出すためのスリット７１ｃが形成されている。これら両歪ゲージ９５から延出したリード線９５ａは、スリット７１ｃから引き出されてケーシング本体１５内部で引き回され、その中央のリブ１５ａに設けられた図示しないコネクタを介して外部コントローラに接続される。
【００２８】
この歪ゲージ９５は、可動部１３が予め設定した基準位置から変位することにより、バネ座７２がコイルバネ６１の反力（押圧力又は引張り力）を受けたときに、そのバネ座７２の径方向に加わる応力により発生した歪を検出する。このバネ座７２の歪量と可動部１３の変位との関係は予め求められており、外部コントローラのデータベースに格納されている。このため、外部コントローラは、歪ゲージ９５から歪量を表す信号が出力されると、そのデータベースを参照して各可動部１３の変位量を演算し、その変位量に応じて各可動部１３を適切に移動制御するための制御量（電源供給量）を算出する。そして、その制御量に応じた電源を電源回路を介して各可動部１３の電磁コイル３３に供給し、リニアモータ１２を制御する。上記外部コントローラが検出手段及び制御手段に該当する。
【００２９】
次に、本実施の形態の膨張機２０について、図２に基づいて説明する。
同図に示すように、膨張機２０は、上記リニア圧縮機１０から延出した配管５０を接続して作動ガス（例えばヘリウムガスなど）を導入する。
【００３０】
すなわち、膨張機２０は、有底円筒状のケーシング２１と、その端部に気密に連通して設けられた有底円筒状のシリンダ２２と、そのシリンダ２２の内部を往復駆動されるディスプレーサ２３とから構成されている。ディスプレーサ２３の後端からは軸２３ａが延出している。
【００３１】
ケーシング２１の下端壁には、配管５０を接続して連通する連通孔２１ａが設けられており、その上端壁には放熱用の複数のフィン２１ｂが設けられている。また、ケーシング２１の内部には、ディスプレーサ２３の軸２３ａが軸受け２４ａにより摺動可能に支持されている。また、その軸２３ａの後端には筒状の支持部材２６が接続され、その支持部材２６をディスプレーサ２３の駆動方向に付勢するコイルバネ２７とが設けられている。シリンダ２２内のガス圧変動とコイルバネ２７との共振によりディスプレーサ２３が駆動される。
【００３２】
シリンダ２２は、その先端部が閉塞されており、冷却作用を得るためのコールドヘッド２２ａが形成されている。また、このシリンダ２２内の空間はディスプレーサ２３によってその後端側（図中右側）の作動空間２８と先端側（図中左側）の膨張空間２９とに区画されている。この作動空間２８は、内部連絡通路２８ａ及び連通孔２１ａを介して上記リニア圧縮機１０の圧縮空間に連通している。
【００３３】
ディスプレーサ２３は、中空円筒状の本体を有し、その先端部には膨張空間２９に連通する連通孔２３ｃが形成され、その後端部には作動空間２８に連通する連通孔２３ｄが形成されている。ディスプレーサ２３内の空間には蓄冷器２３ｅ（再生式熱交換器）が充填されており、このディスプレーサ２３を往復動させ、その膨張空間２９にてリニア圧縮機１０の圧縮空間から導入された作動ガスを膨張させることにより、先端のコールドヘッド２２ａに冷却作用を発生させるようにしている。
【００３４】
以上に説明したように、本実施の形態のスターリング冷却機は、そのリニア圧縮機１０において、バネ座７２に歪ゲージ９５を装着するという簡易かつコンパクトな構成により、可動部１３の変位を検出することができる。
【００３５】
このため、差動変圧器を設ける必要がなくなり、リニア圧縮機１０をコンパクトに形成することができる。この結果、スターリング冷却機の省スペース化を実現することができ、そのスターリング冷却機を搭載する製品の小型化の要請に応えることができる。
【００３６】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態は、歪ゲージの装着部の構造及びその装着位置が異なる以外は、上記第１の実施の形態の構成と同様であるため、同様の構成部分については必要に応じて同一の符号を付して示す等してその説明を省略する。図６は、本実施の形態にかかるスターリング冷却機を構成するリニア圧縮機のケーシング本体周辺の部分拡大図である。また、図７は図６のＣ方向からみた可動部のバネ座付近の構造を表す矢視図であり、図８は図６のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【００３７】
図６に示すように、本実施の形態のリニア圧縮機２１０においては、歪ゲージ９５が可動部２１３側のバネ座２９１に装着されている。
すなわち、可動部２１３の外周先端部には、円板円環状のバネ座２９１，２９２がその軸方向に前後して設けられている。図７及び図８に示すように、バネ座２９１は、可動部２１３の外径にほぼ等しい内径を有し、その可動部２１３に外嵌している。また、バネ座２９１からは径方向中心に向かって突出する係止部２９１ａが設けられている一方、可動部２１３の対応する位置には貫通孔２１３ａが設けられており、この係止部２９１ａを貫通孔２１３ａに嵌合させて係止させることで、バネ座２９１の軸周りの回転を防止している。
【００３８】
同様に、バネ座２９２からも径方向中心に向かって突出する係止部２９２ａが上記バネ座２９１の係止部２９１ａと対向する位置に設けられている。一方、可動部２１３の対応する位置には貫通孔２１３ｂが設けられており、この係止部２９２ａを貫通孔２１３ｂに嵌合させて係止させることで、バネ座２９２の軸周りの回転を防止している。
【００３９】
そして、図６に示すように、中央よりのバネ座７２とバネ座２９１との間にコイルバネ６１が介装され、端部よりのバネ座８２とバネ座２９２との間にコイルバネ６２が介装されている。各コイルバネの両端部は、各バネ座に固定されている。
【００４０】
また、図７及び図８に示すように、バネ座２９１のバネ座２９２に対向する面の上下対称な位置には、その径方向に沿った位置に一対の歪ゲージ９５が装着されており、一方、可動部２１３の対応する位置のバネ座２９１とバネ座２９２との間には、径方向に貫通する挿通孔２１３ｃが設けられている。各歪ゲージ９５のリード線９５ａは、この挿通孔２１３ｃを挿通してケーシング本体１５内部で引き回されて、その中央のリブ１５ａに設けられた図示しないコネクタを介して外部電源回路に接続される。
【００４１】
この歪ゲージ９５は、可動部２１３が予め設定した基準位置から変位することにより、バネ座２９１がコイルバネ６１の反力（押圧力又は引張り力）を受けたときに、そのバネ座２９１の径方向に加わる応力により発生した歪を検出する。このバネ座２９１の歪量と可動部２１３の変位との関係は予め求められており、外部コントローラのデータベースに格納されている。このため、上述した第１の実施の形態と同様に、外部コントローラは、歪ゲージ９５から歪量を表す信号が出力されると、そのデータベースを参照して各可動部２１３の変位量を演算し、その変位量に応じて各可動部２１３を適切に移動制御するための制御量（電源供給量）を算出する。そして、その制御量に応じた電源を電源回路を介して各可動部２１３の電磁コイル３３に供給し、リニアモータ１２を制御する。
【００４２】
尚、本実施の形態の膨張機の構成については、上記第１の実施の形態の膨張機２０の構成と同様であるため、その説明を省略する。
以上に説明したように、本実施の形態のスターリング冷却機においても、そのリニア圧縮機２１０において、可動部２１３側のバネ座２９１に歪ゲージ９５を装着するという簡易かつコンパクトな構成により、可動部２１３の変位を検出することができる。
【００４３】
このため、差動変圧器を設ける必要がなくなり、リニア圧縮機２１０をコンパクトに形成することができる。この結果、上記第１の実施の形態と同様に、スターリング冷却機の省スペース化を実現することができ、そのスターリング冷却機を搭載する製品の小型化の要請に応えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
圧縮用のピストンを含む可動部を対向配置させる構成のリニア圧縮機を備えるスターリング冷却機に適用することができる。
（付記１）
内部に圧縮空間を形成するシリンダを備え、その圧縮空間から外部膨張部に接続するための連通路を有するケーシングと、
前記圧縮空間を膨張又は収縮させるために前記シリンダ内で前記圧縮空間に対面するピストンを備え、前記ケーシング内で互いに対向配置された一対の可動部を、それぞれ往復駆動可能に支持する一対のリニアモータと、
前記ケーシングと前記各可動部との間にそれぞれ設けられ、前記可動部をその往復方向に付勢するバネと、
前記バネの一端を固定して支持するバネ座と、
前記バネ座に装着された歪ゲージと、
前記可動部の変位による前記バネの反力によって発生する前記歪ゲージの出力に基づき、前記可動部の変位を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記可動部の変位に基づいて、前記リニアモータを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするリニア圧縮機。
【００４５】
（付記２）
前記歪ゲージは、前記ケーシング側に固定されたバネ座のバネ固定面の反対側の面に装着されたことを特徴とする付記１記載のリニア圧縮機。
【００４６】
（付記３）
前記バネがコイルバネからなる一方、前記バネ座が前記バネの一端を収容可能な断面Ｌ字状の環状構造を有し、
前記歪ゲージは、前記バネ座の座面裏側の対称な位置にそれぞれ設けられたことを特徴とする付記２記載のリニア圧縮機。
【００４７】
（付記４）
前記バネ座は、環状の樹脂製ホルダに内嵌された状態で前記ケーシングに固定されたことを特徴とする付記３記載のリニア圧縮機。
【００４８】
（付記５）
前記歪ゲージは、前記可動部の外周に突設されたバネ座のバネ固定面の反対側の面に装着されたことを特徴とする付記１記載のリニア圧縮機。
【００４９】
（付記６）
内部に圧縮空間を形成するシリンダを備え、その圧縮空間から外部膨張部に接続するための連通路を有するケーシングと、
前記圧縮空間を膨張又は収縮させるために前記シリンダ内で前記圧縮空間に対面するピストンを備え、前記ケーシング内で互いに対向配置された一対の可動部を、それぞれ往復駆動可能に支持する一対のリニアモータと、
前記ケーシングと前記各可動部との間にそれぞれ設けられ、前記可動部をその往復方向に付勢するバネと、
前記バネの一端を固定して支持するバネ座と、
前記バネ座に装着された歪ゲージと、
前記可動部の変位による前記バネの反力によって発生する前記歪ゲージの出力に基づき、前記可動部の変位を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記可動部の変位に基づいて、前記リニアモータを制御する制御手段と、
を備えたリニア圧縮機と、
前記リニア圧縮機の前記連通路に接続された外部膨張部として機能し、内部に設けられたディスプレーサを往復動させ、内部膨張空間にて前記リニア圧縮機の圧縮空間から導入された作動ガスを膨張させることにより冷却作用を発生させる膨張機と、
を備えたことを特徴とするスターリング冷却機。
【００５０】
（付記７）
内部に圧縮空間を形成するシリンダを備え、その圧縮空間から外部膨張部に接続するための連通路を有するケーシングと、
前記圧縮空間を膨張又は収縮させるために前記シリンダ内で前記圧縮空間に対面するピストンを備え、前記ケーシング内で互いに対向配置された一対の可動部を、それぞれ往復駆動可能に支持する一対のリニアモータと、
前記ケーシングと前記各可動部との間にそれぞれ設けられ、前記可動部をその往復方向に付勢するバネと、
前記バネの一端を固定して支持するバネ座と、
を備えたリニア圧縮機の前記可動部の変位を検出する変位検出方法であって、
前記バネ座に歪ゲージを装着し、
前記可動部の変位による前記バネの反力によって発生する前記歪ゲージの出力に基づき、前記可動部の変位を検出することを特徴とする可動部の変位検出方法。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるスターリング冷却機を構成するリニア圧縮機の断面図である。
【図２】第１の実施の形態にかかるスターリング冷却機を構成する膨張機の断面図である。
【図３】第１の実施の形態にかかるリニア圧縮機のケーシング本体周辺の部分拡大図である。
【図４】図３のＡ方向からみた樹脂製ホルダ及びバネ座の構成を表す矢視図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】第２の実施の形態にかかるスターリング冷却機を構成するリニア圧縮機のケーシング本体周辺の部分拡大図である。
【図７】図６のＣ方向からみた可動部のバネ座付近の構造を表す矢視図である。
【図８】図６のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図９】従来のスターリング冷却機を構成するリニア圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０，２１０  リニア圧縮機
１１  ケーシング
１２  リニアモータ
１３，２１３  可動部
１５  ケーシング本体
１６  ハウジング
１７  シリンダ
１８  連通孔
２０  膨張機
２３  ディスプレーサ
３１  ヨーク
３２  永久磁石
３３  電磁コイル
４２  ピストン
５０  配管
６１，６２  コイルバネ
７１，８１  樹脂製ホルダ
７２，８２，９１，９２，２９１，２９２  バネ座
９５  歪ゲージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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